Name des Teilnehmers: Till Schallau
Projekttitel: Domänenspezifische Sprache zur Definition von funktionalen Anforderungen für automatische Fahrsysteme (VeRBAL)
Beschreibung des IT-Forschungsprojektes:
Das Projekt VeRBAL (Vehicle Requirements Specification and Behavior Analysis Language) entwickelt für die Spezifizierung und Validierung von Verhaltensanforderungen autonomer Fahrsysteme eine fachspezifische Sprache (Domain Specific Language).
Motivation
Autonome Fahrzeuge müssen komplexe Verkehrsregelungen und Sicherheitsnormen befolgen. Typischerweise werden diese via natürlicher Sprache und juristischen Fachausdrücken ausgedrückt – welche oft doppeldeutig oder unspezifisch sind. Aufgrund dessen ist es die Hauptherausforderung, eben diese Bedingungen in prüfbare, maschinell lesbare Formate zu übertragen. Diese Lücke erschwert die Verifizierung des korrekten Systemverhaltens unter realistischen Bedingungen und hindert Zertifizierungsprozesse für die Sicherheit.
Ziel des Projekts
Das Ziel ist es mit VeRBAL formale Methoden nutzbar für Fachexpert*innen ohne logische oder Programmiervorkenntnisse zu machen. Die Kernidee ist dabei eine intuitive, strukturierte und visuelle fachspezifische Sprache (DSL) – wie beispielsweise Verkehrsregelungen oder Sicherheitsauflagen – auf einer Art und Weise bereitzustellen, die sowohl verständlich als auch formell präzise ist. Diese Spezifikationen werden anschließend automatisch in logische Monitore übersetzt, um das Systemverhalten anhand von aufgezeichneten realen oder simulierten Fahrdaten zu validieren.
Die DSL wird mit Hilfe der JetBrains MPS Plattform entwickelt und baut auf der CMFTBL (Counting Metric First-Order Temporal Binding Logic) auf, um reichliche temporäre und kontextuelle Schlussfolgerungen zu ermöglichen. Dadurch können Anforderungen aufgezeichnet werden, wie zum Beispiel, ob ein Fahrzeug vor einer roten Ampel anhält, ob ein Sicherheitsabstand eingehalten wird oder ob richtig reagiert wird, wenn Fußgänger*innen die Straße überqueren.
Einfluss
VeRBAL ermöglicht nicht technischen Fachexpert*innen, wie beispielsweise juristische Analyst*innen oder Sicherheitsingenieur*innen, formale Begründungen für das korrekte Verhalten von autonomen Fahrzeugen definieren zu können, ohne dabei eine einzelne Zeile an Code oder formale Logik zu programmieren. Die DSL schließt die Lücke zwischen Verkehrsregeln in natürlicher Sprache und ausführbarer Logik und macht gesetzliche Anforderungen damit umsetzbar.
Software Campus-Partner: TU Dortmund und Volkswagen AG
Umsetzungszeitraum: 01.05.2025 – 31.12.2026
